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单原子纳米酶

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单原子纳米酶相关的资讯

  • 董绍俊院士在单原子纳米酶研究取得新进展 电镜X衍射仪等科学仪器齐上阵
    p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 近日,电分析化学国家重点实验室董绍俊科研团队在单原子纳米酶研究领域获得重要进展,相关研究成果以“ /span span Single-atom nanozymes /span span style=" font-family:宋体" ”为题发表在近期《科学》子刊《科学· 进展》( /span span Science Advances /span span style=" font-family:宋体" )上。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 纳米酶是一种具有酶特性的纳米 span style=" font-family: 宋体 text-indent: 28px " 催化 /span 材料,近年来,由于其成本低、稳定性高、催化活性可调、易于大规模生产和储存等独特的优点,在生物传感、组织工程、治疗和环境保护等领域得到广泛的应用。然而,纳米酶的低活性位点密度以及复杂的结构 /span span - /span span style=" font-family:宋体" 晶面催化机理是传统纳米酶技术发展所面临的重大难题。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 为了解决这些问题,董绍俊研究团队发现了一类新的单原子纳米酶 /span span -- span FeN sub 5 /sub SA/CNF /span /span span style=" font-family:宋体" ,该纳米酶将最先进的单原子技术与固有的酶样活性位点结合起来,其原子分散的金属中心最大限度地提高了原子的利用效率和活性位点的密度。研究团队借助 /span span SEM /span span style=" font-family:宋体" 、 /span span TEM /span span style=" font-family:宋体" 、 /span span STEM /span span style=" font-family:宋体" 等对单原子纳米酶进行了形貌表征,通过 /span span XRD /span span style=" font-family:宋体" 、 /span span XPS /span span style=" font-family:宋体" 、 /span span XAFS /span span style=" font-family:宋体" 等进行了原子结构分析并运用比色法测定了 /span span FeN sub 5 /sub SA/CNF /span span style=" font-family:宋体" 的氧化活性。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 研究团队通过模拟酶活性中心的空间结构,采用自底向上的方法合成了具有轴向五氮配位铁活性中心的单原子纳米酶。以氧化酶催化为模型,通过理论计算和实验研究, /span span span Fe sub 5 /sub SA/CNF /span /span span style=" font-family:宋体" 类氧化活性最高的原因是其关键的协同作用和电子供体机制。 /span Fe sub 5 /sub SA/CNF span style=" font-family:宋体" 的 /span TEM span style=" font-family:宋体" 、 /span STEM span style=" font-family:宋体" 表征显示其是拥有多空性质的金属单原子纳米酶,其在碳纳米片上只存在单个的铁原子,单原子纳米酶的平均孔径在 /span 0.8-3.4nm span style=" font-family:宋体" 之间,比表面积达到了 /span 1407 m sup 2 /sup g sup ?1 /sup span style=" font-family:宋体" 。电子能量损失谱图像表明, /span Fe span style=" font-family:宋体" 和 /span N span style=" font-family:宋体" 原子均匀分布在整个领域,形成 /span Fe-N span style=" font-family:宋体" 三维矩阵网络结构。通过电感耦合等离子体质谱 /span (ICP-MS) span style=" font-family:宋体" 及元素分析测定其中铁元素占比为 /span 1.2% (wt %) span style=" font-family:宋体" 、 /span 氮 span style=" font-family:宋体" 元素占比为 /span 4.8% span style=" font-family:宋体" ( /span wt % span style=" font-family:宋体" )。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 432px height: 404px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/c30a18b9-7953-4916-ae47-0915cc53c2d9.jpg" title=" 董.jpg" alt=" 董.jpg" width=" 432" height=" 404" / /p p style=" text-align: center " strong span span style=" font-family:宋体" 图 /span span 1 /span /span span .Fe sub 5 /sub SA/CNF /span span style=" font-family:宋体" 的合成路线及形貌表征 /span /strong /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 研究结果表明, /span span FeN sub 5 /sub SA/CNF /span span style=" font-family:宋体" 的活性位点与天然氧化还原酶的轴向配位血红素相似。与传统纳米酶相比, /span span span Fe sub 5 /sub SA/CNF /span /span span style=" font-family:宋体" 最大限度地提高原子利用效率,显著提高了催化性能,其催化速率常数是 /span span FeN sub 4 /sub /span span style=" font-family:宋体" 催化剂的 /span span 17 /span span style=" font-family:宋体" 倍、铂的 /span span 70 /span span style=" font-family:宋体" 倍以上。与此同时, /span span Fe sub 5 /sub SA/CNF /span span style=" font-family:宋体" 在体外不仅具有广谱杀菌的作用,在体内也拥有良好的伤口消毒效果。该研究成果为纳米酶的催化机理和合理设计提供了一个新的视角,具有成为下一代纳米酶的巨大潜力。 /span /p p br/ /p
  • Park纳米科学原子力显微镜系列讲座培训(1) I 原子力显微镜在纳米研究中的应用:AFM的成像原理
    Park纳米科学原子力显微镜系列讲座培训一原子力显微镜在纳米研究中的应用:AFM的成像原理2021年5月25日(周二)北京时间下午3:30-4:30原子力显微镜(AFM)作为扫描探针显微镜家族的一员,具有纳米级的分辨能力,其操作容易简便,是目前研究纳米科技和材料分析的最重要的工具之一。此外原子力显微镜还具有摩擦性能,纳米机械性能和电学性能等高级性能。 在本研究中,我们将讨论接触模式、非接触模式和轻敲模式等原子力显微镜使用中的不同操作模式;内容将概括到从原子力显微镜测量中常用的原子相互作用的基本理论,到原子力显微镜的主要硬件组成。本讲座还将讨论各模式的关键点(如设定值、反馈)。 在接触模式下,系统会给探针恒定的力作为设定的基准点也就是设定点来物理接触样品。扫描期间为了维持这个设定点而进行反馈。在三种模式中,原理相对简单。然而,由于接触模式很容易对针尖和样品造成损伤。相比之下,非接触模式允许在不接触表面的情况下进行形貌测量。因此,可以很好地保护针尖和样品。轻敲模式与非接触模式原理相似,在扫描过程中,探针轻触样品表面,以获得测量材料属性分布的额外信息(例如模量分布)。 本次讲座主要针对AFM原理的基础知识,帮助大家了解探针和样品之间的相互作用。由三种模式测出的图像对比也将在讲座中呈现。报告人 : Park原子力显微镜应用科学家Chris Jung Chris Jung, is an Application Scientist for Park Systems Korea - Research Application Technology Center (RATC) department. He received his Master’s degree in Physics from the Kyung Hee University, and his Bachelor’s degree in Physics from Dankook University in South Korea. His major project includes Evaluation of Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM) at the perspective of resolution.Park原子力显微镜系列讲座列表(5月-9月) 想了解更多详情,请关注微信公众号:Park原子力显微镜 400电话:400-878-6829 Park官网:parksystems.cn
  • 纳米温度计可揭秘原子尺度热散逸
    据物理学家组织网近日报道,一个由美国密歇根大学等单位研究人员组成的国际小组开发出一种纳米级的&ldquo 温度计&rdquo ,能从原子尺度测量热散逸,并首次建立了一种框架,来解释纳米级系统的热散逸现象。这一成果为开发体积更小、功能更强的电子设备扫除了一项重要技术障碍。相关论文发表在《自然》杂志上。 电流通过导电材料时会产生热,理解电子系统中热是从哪里产生的,有助于工程师设计性能可靠而高效的计算机、手机和医疗设备等。在较大线路中,人们很容易理解热是怎样产生的,但对纳米尺度的终端,经典物理学却无法描述热和电之间的关系。这些设备可能只有几个纳米大小,或由几个原子构成。 原子与单分子接点代表了电路微型化的最终极限,也是测试量子传输理论的理想平台。要描述新功能纳米设备的电荷与能量传输,离不开量子传输理论。在今后的20年,计算机科学与工程人员预期可能会在&ldquo 原子&rdquo 尺度开展工作。但由于实验条件限制,人们对原子设备的热散逸与传播还了解甚少,也为开发新型纳米设备带来了很大障碍。 该研究领导者、密歇根大学机械工程和材料科学与工程副教授普拉姆德· 雷迪说:&ldquo 目前晶体管已经达到极小量度,在20或30纳米级别。如果该行业继续按照摩尔定律的速度发展下去,线路中晶体管体积缩小的速度是其密度的两倍,如此离原子级别已经不远。然后,最重要的事情就是要理解热量散播和设备电子结构之间的关系,如果缺乏这方面的知识,就无法真正掌控原子级设备,我们的研究首次揭示了这一领域。&rdquo 雷迪实验室博士生李宇哲(音译)等人开发出一种技术,特制了一个稳定的原子设备和一种纳米大小的温度计,将二者结合做成一种圆锥形工具。在分子样本线路中,圆锥形工具和一片黄金薄片之间能捕获一个分子或原子,以研究其热散逸。他们通过实验显示了一个原子级系统的变热过程,以及这一过程与宏观尺度变热过程的不同,并且设计了一个框架来解释这一过程。 雷迪解释说,在可接触的宏观世界里,当电流通过导线时,整个导线都会发热,与其相连的所有电极也是如此。相比之下,当&ldquo 导线&rdquo 是纳米大小的分子,而且只和两个电极接合时,温度升高主要发生在二者之一中。&ldquo 在原子级设备中,所有热量集中在一个地方,很少会到其他地方。&rdquo 雷迪说:&ldquo 我们的研究还进一步证实了物理学家列夫· 朗道提出的热散逸理论的有效性,并深入理解了热散逸和原子尺度的热电现象之间的关系,这是从热到电之间的转变。&rdquo
  • 岛津原子力显微镜——多维度纳米材料测试
    纳米材料是近十余年来新兴的功能材料类型,一般而言纳米材料在指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度,即100 nm以下,或是由此尺度的单元构成的材料。100nm相当于不到1000个原子紧密排列在一起,在这个尺度下,材料表现出了不同于宏观状态的力、光、电、磁、热等属性。因此成为化学和材料学科中研究非常广泛,进展很快的领域。 在纳米尺度下,对此类材料的形貌表征普通的光学观察方式不再适用。因此常用的是电子显微镜和原子力显微镜。而原子力显微镜因为具备三维高分辨表征能力而且环境适用范围广,被广泛运用于纳米材料的分析与检测。 纳米材料按维度可以分为零维材料、一维材料、二维材料、三维材料。 零维材料是指电子无法自由运动的材料,如量子点、纳米颗粒与粉末等。 硅量子点太阳能电池形貌及粒度分布 GaAs (100)衬底上生长的In0.7Ga0.3As量子点 对于零维材料,普遍关注的是颗粒的粒径以及粒径分布情况。从以上两个用案例可以看出,原子力显微镜可以很方便地获得图像及粒径统计数据。 一维材料是指电子只能在一个方向上自由运动的材料,如纳米线、量子线。早期研究较为深入的一维材料是碳纳米管。 单壁碳纳米管 上图是对单壁碳纳米管的观测。不仅可以直观地看到其形貌,而且可以通过断面测量获得管径数值。 同样的,如果视野中观察到了多条纤维,原子力显微镜的分析处理软件也可以对其进行统计分析。 2004年曼彻斯特大学Geim 小组成功分离出单原子层的石墨材料——石墨烯,由此带动了对二维材料的研究。主要包括石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫系化合物、黑磷等。 其中研究较为深入的是石墨烯。由于其各种优良属性均依赖于单层或少数几层。所以对石墨烯的基本且重要的测试要求就是对层数的测量。 在这一点上,原子力显微镜具有很好的优势,也因此被列入了国家标准(GBT 40066—2021 纳米技术氧化石墨烯厚度测量——原子力显微镜法)。 氧化石墨烯图像 GBT 40066—2021中规定的厚度计算公式 上图计算得到的计算数据,可知该片氧化石墨烯厚度为0.630±0.039nm,由此可推测这片氧化石墨烯为单层石墨烯。 综上所述,在纳米材料领域,原子力显微镜因其高分辨而且是三维成像的属性,成为各类纳米材料常用的分析工具。 岛津原子力显微镜历经三十余年的发展与积累,应对各种需求,不断推出新型号和新功能,为科学研究和技术发展提供得力的工具。本文中所有图片均为岛津原子力显微镜获得。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 抗癌新思路:DNA修复蛋白研究进入亚纳米时代
    p   记者从中国科学技术大学了解到:近日,中国科学技术大学蔡刚团队与南京农业大学王伟武团队合作,在DNA修复的关键蛋白ATR激酶研究方面获得重大突破,在国际上首次在亚纳米尺度上描绘出ATR激酶的三维结构。通过获知这种蛋白对DNA损伤的响应机制,有望指导抗癌新药开发。国际权威学术期刊《科学》12月1日发表了该成果。 /p p   据了解,人体细胞通过不断分裂来修补和替换受损组织,每一次的分裂都需要重新“复印”一次细胞的“遗传蓝图”。随着DNA的复制,会不可避免地发生“错印”,这种损伤若是得不到修复,就会导致细胞的死亡或癌变。 /p p   一旦感受到DNA损伤的迹象,一种叫做ATR激酶的蛋白质就会活化细胞固有修复系统。作为机体负责维持细胞稳态的六大蛋白质激酶之一,ATR激酶负责启动细胞对DNA损伤和复制压力的修复。 /p p   ATR激酶是如何响应DNA损伤的,又如何活化修复系统的?解析ATR激酶的活化机制,一直是现代生命科学领域的核心问题之一。 /p p   据论文通讯作者、中国科学技术大学蔡刚教授介绍,他的团队利用电子显微镜,在0.39纳米的精度下构建了酵母中Mec1—Ddc2复合物的原子模型。这种复合物与人体内的ATR激酶和它的信号通路伴侣蛋白ATRIP,具有很高的结构相似度。 /p p   蔡刚说,对Mec1—Ddc2复合物进行数据收集、图像处理和三维重构的方法,可以获得近原子级别精度的三维结构,有助于阐明人类ATR—ATRIP复合物的结构和分子机制。 /p p   据了解,ATR激酶被视为潜在的癌症治疗靶点。处于待激活状态的ATR激酶,一旦检测到DNA损伤迹象,会迅速被激活。高分辨率的结构信息揭露了ATR激酶的调控位点,阐明其调控机制,有望指导新型癌症治疗药物的开发。 /p p   蔡刚教授和他的团队目前正在对酵母Mec1—Ddc2复合物及人类ATR—ATRIP复合体的不同激活阶段进行成像,期望开发特定性更强和效率更高的ATR激酶抑制剂,以便探索优化癌症治疗的可能性。 /p p /p
  • 纳米先导 引领未来—走近牛津仪器原子力显微镜、纳米科学业务
    p    strong  仪器信息网讯 /strong 2017年8月29-31日,第七届中国国际纳米科学技术会议(ChinaNANO 2017)在北京举行。大会旨在促进纳米科学与技术研究的前沿问题的交流。中国科学院院长白春礼出席开幕式并致辞,会议吸引来自全球30多个国家和地区的2000多名代表参加。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 253px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3dc59c0e-1c44-417c-8462-d6d8dc4212a7.jpg" title=" 00.jpg" height=" 253" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p style=" text-align: center " strong 会场一角 /strong /p p   作为ChinaNANO 2017赞助商,牛津仪器携旗下纳米科学部门(NanoScience)和原子力显微镜部门(Asylum Research)等业务部门亮相此次大会。借此机会,在牛津仪器展位,仪器信息网编辑就两业务部门研发及市场最新动向,与Asylum Research的亚太区副总裁David E.Beck博士、美国总部研发总监Mario Viani博士、中国区技术主管程鹏博士,以及NanoScience的亚洲销售及市场经理赵勇杰博士进行了现场交流。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 253px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/14481a0d-5b7f-4d7e-a415-6642a11c9432.jpg" title=" 0.jpg" height=" 253" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p style=" text-align: center " strong 中国科学院院长白春礼到牛津仪器展位询问 /strong /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 牛津仪器Asylum Research—创新设备引导前沿应用,坚持“最专业的售后支持” /strong /span /p p   自从1985年,首台原子力显微镜(AFM)问世以来,由于其相比光学显微镜及电子显微镜完全不一样的图像显示方式,及在多场不同物理性能表征等方面的广泛应用。在30余年里,AFM表征技术得到了迅速的发展。 /p p   Asylum Research总部位于美国加利福尼亚圣塔芭芭拉市,成立于1999年,由三名原DI(Digital Instruments)公司的科学家共同创立。公司致力于纳米科学表征中的AFM研发及生产,并于2012年加入牛津仪器。 /p p   Asylum Research产品的发展大致可以分为两个阶段:1999-2008阶段,研发了三轴分立的扫描器和高分辨率定位传感器, 在原子力显微镜行业首次实现了精确定量的力曲线和闭环扫描。接着,在Mario Viani带领的研发团队努力下,于2008年开发出Cypher S 原子力显微镜,全新设计的机械结构大大提高了分辨力和扫描速度,常规扫描速度提高了10到20倍,同时实现了全自动化操作,大大降低了使用难度。在2012年,Cypher ES环境控制扫描器问世,在保持Cypher S性能的同时实现了稳定扫描下的温度和湿度控制、气体和液体的密闭式循环。2017年,又经过近十年的研发积累和技术储备,2017年2月,推出了全功能的视频级原子力显微镜Cypher VRS。Cypher VRS同时具有极高的成像速度和极高的成像分辨率,扫描线速度最高可达625Hz,最快能以每秒10帧左右的速度成像。作为对比,其扫描速度比传统的AFM要快300倍以上,比目前的“快速扫描”AFM要快10倍以上。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/252142ee-638a-4434-bd87-e411f6cf8625.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 全功能的视频级AFM-Cypher VRS /strong /p p   对于拥有了高分辨率的AFM,极高的成像速度是很可贵的。Mario Viani博士介绍道,“‘快速’的概念很早就有科学家提出过,但由于定制化的设备难以使用,并未得到广泛的应用。我们的AFM有一个特点,就是在‘高速、高分辨’的基础上,操作很简单。这样,用户无论来自生物领域、化学领域,还是材料等领域,都能够在拿到设备后很容易得到高质量高分辨的图像结果。另外,Cypher VRS这种视频级成像的技术对于AFM领域是很前沿的。这个全新的技术将引领一系列全新的科研应用,为那些需要在原子力显微镜的分辨率下研究动态过程的科研领域打开了一个新世界的大门。我们注意到Cypher VRS面世以来,受到了各领域广泛的关注,如生物、化学、材料领域。” /p p   对于Asylum Research,另一个重要事件不得不提,那就是2012年加入牛津仪器。David E.Beck博士讲道:“Asylum Research加入牛津仪器使双方实现了共赢,牛津仪器在扩展了纳米分析领域的产品线的同时,Asylum Research获得更多客户、市场宣传等共享资源,业绩也实现快速发展,在中国市场的表现尤为亮眼。” /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 300px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/b10f8192-20ef-4f53-bfcd-a02dbbdfe78e.jpg" title=" 000.jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p style=" text-align: center " strong 合影留念 /strong /p p style=" text-align: center " (左二,David E.Beck博士 左三,Mario Viani博士 左四,程鹏博士) /p p   对于AFM业务的下一步发展,David E.Beck博士认为,Asylum Research核心宗旨依旧是保持最专业的“售后支持”。因为AFM的应用非常广泛,涵盖化学、生物、材料、物理和机械等多个领域,时刻让客户设备保持最佳工作状态,协助客户获得最佳数据就成为Asylum Research的首要任务。另外,中国当下高速发展的科学研究,为AFM技术推广和应用带来了新机遇。Asylum Research十分重视中国市场:包括在北京和上海已建立的两个设备齐全的Demo实验室、支持中国技术团队与本地客户紧密合作,为特殊需求进行产品定制研发。 /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 牛津仪器NanoScience—Demo实验室拉近客户距离,跟踪需求源引研发创新 /strong /span /p p   关于刚提到Asylum Research加入牛津仪器的共赢,赵勇杰博士表示:“确实如此,比如参加本次会议,NanoScience和Asylum Research虽然是不同的业务部门,但我们的客户是有很大交叉的,只不过AFM可能用来表征形貌,而我们更多考察在低温、强磁场环境下做成纳米器件的光电性能等。这样我们就实现了共享客户及市场资源,同时这对为客户提供更完善解决方案也是更很有利的。” /p p   赵勇杰还表示:“近五到十年,国内创新十分活跃,越来越多国内的研究成果得到转化或发表在国际高水平期刊杂志上。在此大背景下,客户对更多高端检测手段有了越来越多的需求,我们作为高技术设备制造者也一直在为找到更好的结合点而努力,其中,Demo实验室就是一个很好的方式。” /p p   据介绍,牛津仪器NanoScience上海的Demo实验室设立与2016年下半年,经过近半年的试运行(配件购置、调试等),现已正式运营近半年时间并取得了良好的效果。Demo实验室主要包括研发和测试两项工作,研发则包含了牛津仪器自己以及与客户合作的项目。用赵勇杰博士的话说,“demo实验室拉近了我们与客户的距离”。不仅简短了与客户之间的沟通时间周期,还可以对客户的需求及时跟进,这也促进了与客户科研工作的紧密合作。同时,通过与客户合作过程中不断的发现需求、验证的过程,还可以为新的应用或新产品的研发提供源源不断的设想或理念,从而本土化创新就无形中推动了整个牛津仪器产品系列的创新。赵勇杰博士说:“我们欢迎广大用户来参观、使用我们的demo实验室,在此进行科学实验或验证创新的想法。” /p p   正是拉近与客户的距离,不断与客户密切的研发合作促进了牛津仪器本土化的售后支持与研发能力。NanoScience的产品设计也十分重视不同客户的不同体验,迷你无液氦稀释制冷机系统(Io系统)就是一例,该产品于2016年面世,是一个紧凑的,无液氦的低振动连续冷却解决方案,可以将样品温度降到50 mK。一些用户实验室空间不足或经常从一个地方转移到另一个地方,Io系统便是专为这些用户的需求而设计,其不仅紧凑,重量轻,易移动,易于安装和操作,设计简单,即使没有经验的用户,也可以轻松在新的地方重新搭建调试系统,而且还大大节省了用户的购买成本。这套系统在当前细分化的市场中,提供了更多可能性满足了用户的需求。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/e2ed47ba-ae85-4764-8d5a-e7f806beca3b.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 迷你无液氦稀释制冷机系统(Io系统) /strong /p
  • 牛津仪器AR原子力部门与国家纳米中心共建AFM实验室
    仪器信息网讯 2016年1月15日上午,牛津仪器Asylum Research(AR)原子力部门与国家纳米科学中心就双方共建的“先进原子力显微学联合实验室”举行了挂牌仪式。牛津仪器AR原子力部门总裁Roger Proksch及其亚太区销售总监David Beck、牛津仪器中国区总经理张鹏、国家纳米科学中心程志海研究员、中科院纳米标准与检测重点实验室副主任杨延莲研究员等近30人出席仪式;仪器信息网作为特邀媒体见证了这一时刻。联合实验室挂牌仪式现场  据悉,“先进原子力显微学联合实验室”的建立基于牛津仪器与国家纳米科学中心多年的良好合作关系。该联合实验室位于国家纳米科学中心一层西侧,刚刚引进了一套牛津仪器AR原子力显微镜MFP-3D Infinity。接下来,实验室将依托牛津仪器AR原子力部门的技术能力与国家纳米中心程志海研究员课题组的研究实力,在仪器创新、技术服务及应用开发等方面展开合作。合作双方合影  经过30年的发展,原子力显微镜(AFM)仍旧是一种不太成熟的技术。从某种意义上来说,AFM并不是一款简单的仪器,更像是一个扩展性强大的平台,可以与光学、电学、磁学、热学、微波、拉曼等很多种技术结合使用。程志海研究员认为,AFM技术目前的发展步伐越来越快,应用范围日渐拓宽,“之所以引进MFP-3D Infinity,我们就是看中了这款原子力显微镜强大的开放性,希望接下来我们与牛津仪器的技术合作将更加深入。”  张鹏先生也希望国家纳米科学中心能够利用这款最先进的原子力显微镜,贡献出更丰硕、更优秀的科研成果,同时也能给予牛津仪器更多的产品反馈意见或建议。“共建实验室是一种双赢的合作模式。国家纳米科学中心利用我们的产品取得突出成果,从而引起国内其他科研团队对产品的关注。这是一个互相促进的过程,我们希望借助国家纳米科学中心的成功来带动牛津仪器的成功。”技术报告分享环节  当天,Roger Proksch还向与会者分享了AFM的最新技术进展。他认为,AFM技术接下来将会更加简单实用、扫描速度更快、与更多技术实现联用。“牛津仪器AR原子力部门每年会投入大约10%的费用用于研发工作,这在业内属于最高水平。我们的团队由科学家组成,我们的研发会以用户需求为出发点,思用户所想,做用户所需。同时,我们也会与用户保持紧密联系,结合其实际需求共同研发新技术,并会将这种专利技术产业化,发展成实体产品。”  2012年Asylum Research加入牛津仪器,成为了今天的牛津仪器AR原子力部门。David Beck表示,短短的三年多时间,牛津仪器AR原子力部门在中国市场的业务量已取得了四倍增长。“为了给予中国用户更快速、专业的支持服务,AR中国团队已由2012年的1位本土员工增加到了7位。接下来,牛津仪器AR原子力部门将会继续扩充技术团队力量,增强北京、上海DEMO实验室设备配置,增加产品应用方法,加大市场推广工作,与更多的中国用户建立合作关系。参观先进原子力显微学联合实验室牛津仪器AR旗舰型原子力显微镜MFP-3D Infinity编辑:刘玉兰
  • 仪器情报,科学家实现将光场压缩至原子尺度的奇点介电纳米激光!
    【科学背景】光场的衍射限制基于光子动量的不确定性关系,制约了光场局部化的极限,尤其是在使用介质结构时更为显著。传统的等离子体技术虽然能够实现较小的模体积,但却不可避免地伴随着能量损耗和相干时间的限制,这限制了其在高效能计算和通信中的应用。为解决这一问题,近年来,北京大学的马仁敏团队提出将介质结构与纳米技术相结合的新思路。通过将介质蝴蝶形纳米天线集成到扭曲格子纳米腔中,实现了光场的超越衍射限制的极端局部化。这一研究不仅发现了介质蝴蝶形纳米天线中的电场奇异性,源自动量的发散,还成功制备了具有单纳米间隙的高精度纳米结构。【科学亮点】1. 本研究首次在介质纳米激光器领域实现了对光场的亚波长限制局域化。通过将介质蝴蝶形纳米天线集成到扭曲格子纳米腔的中心,作者创造性地实现了超小尺度的模体积,迈向了极端光场局域化的新境界。2. 作者采用了刻蚀和原子层沉积的两步法制备所需的介质蝴蝶形纳米天线,精确控制了其顶端的纳米级间隙。3. 在实验中,作者发现介质蝴蝶形纳米天线顶端的电场奇异性源于动量的发散,导致高度集中的场。该结构在1纳米尺度上实现了异常小的特征尺寸,并实现了约0.0005 λ3的超小模体积。【科学图文】图1:奇异介质纳米激光器中的电场无限奇点。图2:具有原子尺度间隙尺寸纳米天线的奇异介质纳米激光器的制备。图3:单介质纳米激光器的激光特性。图4:奇异介质纳米激光器的模式特性。图5:非积分拓扑电荷与原子尺度定域光场。【科学结论】这项研究通过整合介质纳米结构和光子晶体的独特设计,突破了传统光学衍射限制,实现了光场在原子尺度上的极端局部化。传统上,光场的空间局部化受到材料介电常数的限制,难以将光场压缩至亚波长尺度。然而,本研究通过设计介质蝴蝶形纳米天线和扭曲格子纳米腔的协同结构,有效地利用了动量的发散机制,产生了在纳米尺度上高度集中的电场。这一发现不仅展示了介质纳米器件在光场控制方面的潜力,还为超精密测量、超分辨率成像和高效计算通信等应用提供了新的技术路径。本研究不仅拓展了光场压缩的实现途径,还挑战了人们对介质材料局部化能力的传统认知。通过实验验证介质蝴蝶形纳米天线的电场奇异性是由动量发散引发的,为进一步理解和优化介质纳米结构的设计提供了理论基础。原文详情:Ouyang, YH., Luan, HY., Zhao, ZW. et al. Singular dielectric nanolaser with atomic-scale field localization. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07674-9
  • 碳纳米环带单分子器件研究获进展
    单分子器件可用于研究电荷传输的微观机制,并可为在纳米尺度研究物质的基本物理化学性质提供理想平台。传统上,单分子器件的构建通常需要在功能分子的末端引入杂原子锚定基团,从而将分子固定在电极之间。然而,长期以来,受限于这一方法,单分子器件的研究对象主要局限于结构相对简单的线性分子体系。   在中国科学院院士、中科院化学研究所有机固体院重点实验室研究员朱道本的指导下,臧亚萍课题组与和合作者首次报道了基于碳纳米环带的单分子器件,并发现了其由于独特的环张力效应带来的异于常规线性分子的新奇电子学和化学性质。   碳纳米环带是一种通过自下而上合成的新型碳基纳米材料,被视为碳纳米管的最短单元结构,具有高度精确可调的尺寸、边缘和拓扑结构。臧亚萍课题组和合作者发现,无需引入任何杂原子锚定基团,由于独特的环张力作用,碳纳米环分子可以利用弯曲的径向π轨道直接和金电极键合,构筑具有超低接触电阻的碳纳米环单分子器件。研究进一步利用不同尺寸碳纳米环分子张力的变化,可以实现对其电导的高效调控。此外,臧亚萍课题组、化学所陈传峰课题组及中国科学技术大学杜平武课题组合作,探讨了碳纳米环带边缘结构对其导电性质的影响规律,发现了在碳骨架中引入“五元环”边缘能够显著促进电荷传输,因而带来超高电导。   近日,臧亚萍课题组发现环张力能够影响分子的电荷输运性质,并使其展现出特殊的化学反应能力。该研究通过对碳纳米环单分子器件施加定向电场,在温和条件下(常温,0.6 V电压)实现了相邻苯环间非极性C-C键的断裂,形成了由Au-C共价键连接的线性寡聚苯单分子器件。对照实验和DFT计算进一步表明,这一独特反应遵循经典芳香亲电取代(EAS)机理,其中静电场发挥了关键的催化作用。该方法对不同尺寸的纳米环具有普适性。利用这一方法,课题组制备了目前最长的八聚苯单分子器件,揭示了电子的隧穿传输距离可以延长至八个苯环单元。该原位反应方法为在表界面精准构筑新型碳纳米结构以及研究其电子学性质提供了新手段。相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。   上述成果将单分子器件的研究拓展到复杂环形分子体系,揭示了环张力这一独特结构效应对分子电子学和化学性质的特殊调控作用。这为未来发展具有复杂几何和拓扑结构的新型分子材料和器件提供了新思路。研究工作得到国家自然科学基金和中科院的支持。碳纳米环带单分子器件
  • 直播| 原子力显微镜和纳米压痕在材料表面微观性能方面的应用
    纳米压痕仪您可以使用安东帕的多功能压痕仪精确得到薄膜、涂层或基体的机械特性,例如硬度和弹性模量。仪器可以测试几乎所有材料,无论是软的、硬的、易碎的还是可延展的材料。也可以在纳米尺度上对材料的蠕变、疲劳和应力 - 应变进行研究。载荷范围大:从纳米到宏观尺度安东帕的纳米压痕仪的载荷范围大,因此几乎提供市面上最多的功能且适用性最强的解决方案。这些专用的压痕测试仪涵盖纳米、微米和宏观尺度,可用于研究无数种材料,包括金属、陶瓷、半导体和聚合物等。纳米压痕测量纳米压痕测量让您能获得材料的机械性能,如硬度、弹性模量或蠕变。在压痕测试过程中,会持续记录载荷和位移,并在仪器的实时提供载荷和位移曲线。直接得到硬度和弹性模量与传统的微米硬度测试仪相反,安东帕压痕仪不仅能够得到样品的硬度,也能够基于高精度的仪器化压入测试 (IIT) 技术得到样品的弹性模量。独特的表面参比技术真正使安东帕压痕仪远远优于其他同类仪器的设计特性是其独特的表面参比系统。我们的仪器设计结合了涵盖整个压痕仪的顶表面参比技术,对大量的压痕测试提供一致的参比。高框架刚度得益于安东帕独特的表面参比技术,纳米压痕仪的将框架距离减至最小,提供极高的框架刚度,从而直接结果就是非常高的测量精度。原子力显微镜:Tosca 系列安东帕Tosca 系列以独特的方式将先进技术与高时效操作相结合,使这款 AFM 成为非常适合科学家和工业用户等群体的纳米技术分析工具。有两种不同的型号可供选择:Tosca 400 或 Tosca 200,前者适合大样品,属于高端 AFM,后者适合中型样品以及预算有限的用户。两者提供的性能、灵活性和质量水平相同。采用模块化理念,为未来的发展做好准备现在你获得的这款仪器已经可以满足未来的需求。其设计为为不远的将来能够扩展多种功能和可能性。可以在当前系统中添加新功能和模式。设计稳固,适用于工业应用安东帕 AFM 的设计专注于工业应用。仪器的机械和电子元件已经通过耐久性测试进行了全面检查。所有关键部件都必须通过这些测试,以确保能够在运行现场多年无故障运行。 紧凑型仪器,体积小巧仪器的两大部分——主机和控制器——在实验室空间和功能方面都做了优化。安东帕的 AFM 集先进的自动化与高精度于一体,同时只需要很少的空间。例如,压电陶瓷 驱动器仍留有充足空间用于安装其他模式或模块的电子扩展卡。 切尽在掌控安东帕 AFM 简化了与仪器的交互,操作非常简单。您只需将样品放在样品台上,安装悬臂梁,然后关闭仓门即可。其余的活动(比如样品定位、接触过程等等)均由软件来执行和控制。 数秒中内即可更换悬臂梁压电陶瓷驱动器 设计精巧,您可以使用我们的悬臂梁更换工具,非常轻松、快速地更换悬臂梁。只需将压电陶瓷驱动器放入工具中,然后向内或向外滑动悬臂梁。无需用镊子将悬臂梁放入压电陶瓷驱动器中,并且能保证悬臂处于最佳放置。
  • 新型纳米力学成像探针实现原子力显微镜下DNA的直读检测和高分辨成像
    p   近日,中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室与上海交通大学、南京邮电大学合作,基于DNA纳米技术发展了一系列DNA折纸结构并作为纳米力学成像探针,实现了原子力显微镜下对基因组DNA的直读检测和高分辨成像。相关结果发表于《自然-通讯》(Nature Communications 2017, 8, 14738)。 /p p   DNA折纸结构是利用DNA碱基互补配对原则,通过程序性设计将M13 DNA在上百条DNA短链的辅助下折叠成指定几何形状。上海应物所博士张宏陆等在研究员樊春海指导下,并与晁洁、师咏勇等合作,通过设计DNA折纸结构作为原子力显微镜的纳米力学成像探针,在单分子水平下实现了对DNA分子的特异性标记和单核苷酸变异性(SNP)的直读检测。相较于基于荧光成像的直读方法,这种新技术将分辨率提升一个数量级,可达到远超光学衍射极限的10 纳米分辨。基于DNA纳米折纸结构设计的探针为原子力显微镜的图像获取提供了精确的标尺和丰富的选择,为遗传分析等生物学应用提供了新的工具。进一步,他们还将该方法与之前发展的纳米PCR和单倍型分析技术(Nature Nanotechnology 2011, 6, 639)结合,实现了单分子水平的遗传样本单倍型分析。这种单分子水平的单倍型分析通量高,可靠性好,有望用于易感基因的发现、疾病相关基因的鉴定和药物设计等方面。 /p p style=" text-align: center " img title=" W020170419526524657437.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/5ce2d220-65c2-4a85-8844-d5d4e94428db.jpg" /  & nbsp /p p /p p style=" text-align: center " 上海应物所等在DNA折纸纳米力学成像探针设计方面取得进展 /p p /p p /p
  • 日本开发波长为0.15纳米的原子级激光器
    据《日刊工业新闻》报道,日本电气通信大学、理化学研究所、东京大学等多个大学和研究机构组成的研究团队,最近成功开发波长为0.15纳米的原子级激光器。据称,该激光器的波长是目前世界最短,比现有最短波长激光器的波长小一个数量级。该研究成果已发表在英国《自然》杂志电子版。  研究团队在20微米厚的铜箔上照射X射线,使其产生X射线激光,从而通过微小材料制成高效X射线激光器。据报道,该X射线激光器的研制成功,首次在硬X射线区实现了利用原子能级差的原子级激光器。该激光器在可视光至近红外光谱有广泛应用,但较难使用于包括X射线在内的短波长领域。  研究团队利用X线自由电子激光设备(SACLA:SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser )去除围绕原子核旋转的电子中最靠近原子核的一个电子,通过几乎同时射入的弱X射线,成功激发了被称为傅立叶极限的理想激光。  报道称,该研究成果的意义还在于,利用作为导线的铜箔可实现理想的X射线激光器,预示了将来使用电路板铜线实现X射线激光器的可能性。
  • 厦门大学颜晓梅团队通过纳米流式细胞仪在单囊泡水平上分析细胞外囊泡DNA
    2022年4月4日,厦门大学颜晓梅团队在Journal of Extracellular Vesicles(IF=26)在线发表题为“Analysis of extracellular vesicle DNA at the single-vesicle level by nano-flow cytometry”的研究论文,该研究通过纳米流式细胞仪 (nFCM) 可以检测直径小至 40 nm 的单个 EV 和 SYTO 16 染色后 200 bp 的单个 DNA 片段,用于研究单个囊泡处的 EV-DNA。通过同时对单个颗粒进行侧向散射和荧光 (FL) 检测并结合酶处理,本研究表明:(1) 裸 DNA 或与非囊泡实体相关的 DNA 大量存在于由细胞培养物制备的 EV 样品中(超速离心培养基);(2) 单个 EVs 中 EV-DNA 的数量表现出很大的异质性,DNA 阳性 (DNA+) EVs 的数量在 30% 到 80% 之间变化,具体取决于细胞类型;(3) 外部 EV-DNA 主要定位在相对较小的 EVs 上(例如,HCT-15 细胞系+ EVs 的释放增加,外部DNA+ EVs和内部DNA+ EVs的数量以及单个EVs中的DNA含量均显着增加。这项研究为深入了解 DNA 与EV的关联提供了直接和确凿的实验证据。细胞外囊泡 (EVs) 是由几乎所有细胞类型分泌的纳米级膜囊泡,通过将蛋白质、核酸和脂质从供体细胞转移到受体细胞来介导细胞间通讯。最近的研究表明,EV中存在基因组 DNA、线粒体 DNA 甚至病毒 DNA。通过 DNA 的包装和水平转移,EV 在维持细胞稳态、调节免疫反应和调节肿瘤进展方面发挥着至关重要的作用。最近,基于 EV 中的 DNA (EV-DNA) 开发了用于肿瘤诊断的液体活检测试。尽管已经认识到 EV-DNA 的生物学意义,但对 EV-DNA 的探索较少,许多基本特征仍存在争议,例如 DNA 是否与所有或部分 EV 亚群相关?EV-DNA 是否位于内腔和/或 EV 表面?DNA含量和EV大小之间有什么关系?EV-DNA 是单链 DNA (ssDNA) 还是双链 DNA (dsDNA)?对 EV-DNA 的研究通常通过从 EV 分离物中提取 DNA,然后进行丰度、片段长度和序列评估来进行。通过将 DNase 酶消化与 Fragment Analyzer 系统相结合,研究了 DNA 的相对丰度和定位(管腔内或与 EV 表面相关)。为了阐明 EV-DNA 在 EV 亚群之间的异质性,对分离的 EV 进行 DNA 分析通过密度梯度离心或不对称流场-流分馏已经进行。尽管批量分析能够识别不同 EV 亚群中的 DNA,但结果可能存在争议,因为 EV-DNA 无法与无细胞 DNA 区分开来。由于 EV 的大小和货物含量差异很大,因此迫切需要单粒子技术来破译 EV-DNA 的巨大内在异质性,并将 EV-DNA 与游离 DNA 或其他污染物区分开来。然而,EV 的纳米级粒径(大多数大小一直致力于开发一种高灵敏度的纳米流式细胞仪(nFCM)。它已实现对单个 EV、病毒、二氧化硅纳米粒子和金纳米粒子的光散射检测,分别小至 40、27、24 和 7 nm。对于荧光 (FL) 检测,检测到单个 R-藻红蛋白分子的信噪比为 17,有机染料的检测限确定为三个 Alexa Fluor 532 分子。在本研究中,尝试通过将酶消化与 nFCM 相结合,在单囊泡水平上分析外部和内部 EV-DNA。研究了 DNA+ EV 的百分比以及 DNA 含量分布与 EV 大小、ssDNA 和 dsDNA 之间的区别、EV-DNA 和组蛋白的关联以及抗癌药物治疗后 DNA 含量的改变。通过同时对单个颗粒进行侧向散射和荧光 (FL) 检测并结合酶处理,本研究表明:(1) 裸 DNA 或与非囊泡实体相关的 DNA 大量存在于由细胞培养物制备的 EV 样品中(超速离心培养基); (2) 单个EVs 中 EV-DNA 的数量表现出很大的异质性,DNA 阳性 (DNA+) EVs 的数量在 30% 到 80% 之间变化,具体取决于细胞类型; (3) 外部 EV-DNA 主要定位在相对较小的 EVs 上(例如,HCT-15 细胞系 外部 DNA+ EVs 的分泌可以通过抑制外泌体分泌途径显著减少; (4) 内部 EV-DNA 主要封装在相对较大的 EV 的管腔内(例如 HCT-15 细胞系为 80-200 nm); (5) 双链 DNA (dsDNA) 是外部和内部 EV-DNA 的主要形式; (6) EVs 中未发现组蛋白 (H3),EV-DNA 与组蛋白不相关,(7) 基因毒性药物诱导 DNA+ EVs 的释放增加,外部DNA+ EVs和内部DNA+ EVs的数量以及单个EVs中的DNA含量均显着增加。这项研究为深入了解 DNA 与EV的关联提供了直接和确凿的实验证据。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12206
  • ACS Nano:原子层沉积技术助力复杂纳米结构的合成和精准调控取得新进展
    MoS2(二硫化钼),由于其优异的带隙结构(直接带隙为1.8 eV),高表面体积比和的场效应晶体管(FET,field effect transistor)性能,已成为具代表性的二维过渡金属硫族化合物(TMDC, transition-metal dichalcogenide)。使用纳米晶(Nano-Crystal,NC)修饰MoS2,即可以保持每个组成部分的立特性,同时又提供了复合材料产生的协同特性,大的扩展了MoS2材料的应用领域。控制纳米晶(NC)在 MoS2基底上的形貌,包括浓度,尺寸大小和表面体积比,对电子器件的整体性能影响是至关重要的。原子层沉积技术(ALD,Atomic layer deposition)是基于自限制的表面化学反应,对缺乏表面活化学反应基团的二维材料可实现选择性表面纳米晶修饰,其中NC大小可以通过循环次数来控制。美国斯坦福大学化学工程学院的Stacey F. Bent教授,通过使用台式三维原子层沉积系统-ALD发现了一种合成ZnO修饰MoS2基杂化纳米结构(纳米片或纳米线)的新方法。ZnO纳米晶的特性,包括浓度、大小和表面体积比,可以通过控制ZnO循环次数以及ALD磺化处理得到的MoS2衬底的性能来进行系统的合成和调控。通过材料化学成分(XPS以及 Raman),显微镜观察(TEM, SEM)和同步加速器X射线技术(GIWAXS) 分析ZnO与ALD沉积次数的相互关系,并结合量子化学计算的结果,作者阐明了ZnO在MoS2衬底上的生长机理及其与MoS2衬底性能的关系。MoS2纳米片的缺陷密度和晶粒尺寸可以由MoO3的硫化温度进行控制,ZnO纳米晶会选择性地在MoS2表面的缺陷位置处成核,且尺寸随着ALD循环次数的增加而增大。ALD循环次数越高,ZnO纳米晶的聚结作用越强,使得ZnO在MoS2衬底表面的覆盖和自身尺寸大幅增长。此外,复合结构的几何形貌可以通过改变MoS2衬底的取向进行调控,即采用MoS2的垂直纳米线(NWs,nanowires)作为ALD ZnO NCs的衬底,可以大幅改善复合结构的表面体积比。该类材料有望用于一些新拓展的领域,尤其是依赖过渡金属卤化物和NCs相互耦合结构的,如基于p−n异质结的传感器或光电器件。该工作发表在2020年的国际知名期刊ACS Nano (2020, 14, 1757−1769)上。图1. (a)ZnO@MoS2复合纳米结构示意图;(b)800°C-MoS2表面的HR-STEM图像;(c)两步合成二硫化钼的工艺,即在三个不同的退火温度下(600,800,和1000°C)下使用H2S硫化ALD 合成的MoO3;(d)600 °C-, 800 °C-, 和1000 °C-MoS2的Raman光谱图,(e)Zn 2p XPS谱图(循环次数为50次),(f)相对原子比 Zn/(Zn + Mo),(g)TEM图像,(h)表面覆盖度,(i)MoS2表面ZnO颗粒的数密度及(g)GIWAXS(grazing incidence wide-angle X-ray scattering,掠入射小角X射线散射) 图样(不同沉积次数下);(k)800 °C-MoS2 纳米线的SEM,TEM和HR-TEM图像;(l)DEZ(diethylzinc,二乙基锌)反应的量子化学计算结果,在MoS2的边缘位和基面上进行DFT分析,黄色和绿色原子分别表示S和Mo。 上述工作中作者团队采用的原子层沉积设备来自于美国ARRADIANCE公司的GEMStar系列台式三维原子层沉积系统-ALD(如图2所示),其在小巧的机身(78 * 56 * 28 cm)中集成了原子层沉积所需的所有功能,可多容纳9片8英寸基片同时沉积。全系配备热壁,结合前驱体瓶加热,管路加热,横向喷头等设计,使温度均匀性高达99.9%,气流对温度影响减少到0.03%以下。高温度稳定度的设计不仅实现在8英寸基体上膜厚的不均匀性小于99%,而且更适合对超高长径比的孔径3D结构等实现均匀薄膜覆盖,对高达1500:1长径比的微纳深孔内部也可实现均匀沉积。GEMStar系列ALD系统广泛应用于高深宽比结构沉积,半导体微纳结构制备,微纳粉末包覆等,服务于锂离子电池,超电容器,超电容器,LED等研究领域。图2. 美国ARRADIANCE公司生产的GEM-tar系列台式三维原子层沉积系统 参考文献:[1]. Il-Kwon, et al., Synthesis of a Hybrid Nanostructure of ZnO-Decorated MoS2 by Atomic Layer Deposition., ACS nano., 2020,14(2), 1757-1769.
  • 《Water Research》:黑磷纳米片与水中黄腐酸机理研究新进展,便携式原子力显微镜揭秘形貌变
    【论文信息】Enhanced degradation of few-layer black phosphorus by fulvic acid: Processes and mechanisms期刊: Water Research IF 13.4DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120014 【背景概述】黑磷纳米片是一种与石墨烯相似的具有类似层状结构的二维纳米材料。由于其具有优秀的导电特性与可调控的能带结构,黑磷纳米片已被广泛应用于电池储能、癌症治疗、电催化和光催化固氮等领域。但是,由于第五主族的磷原子上存在孤对电子,导致黑磷纳米片很容易被氧化,尤其当黑磷纳米片被排放到水中时,该材料很容易被水中所溶解的氧气分解,形成磷氧阴离子,如果大量的黑磷纳米片被排放到自然水体中,其分解物质将会给水生生物带来氧化应激和发育毒性,严重制约了黑磷的应用。此外,磷氧阴离子还会刺激小球藻的过量繁殖,导致水体的过营养化。之前关于黑磷纳米片在水中氧化分解的研究,主要集中在氧气含量,PH值对黑磷纳米片氧化分解速度的影响,对于黑磷纳米片与自然水体中广泛存在的黄腐酸之间的作用尚未充分研究。 近日,中国地质大学何伟教授课题组与德国达姆施塔特工业大学强强联合,对不同黄腐酸浓度条件下的黑磷纳米片的分解进行了系统性研究。在研究中,通过利用便携式原子力显微镜(AFM)对黑磷纳米片和黄腐酸的二维、三维形貌进行了系统的微观表征。根据相关AFM表征结果,提出了在黄腐酸的参与下,黑磷纳米片的分解机理。相关研究成果已发表在水科学高水平期刊《Water Research》上。 【图文导读】图1. 在氧化-光照条件下,黑磷纳米片在不同浓度的黄腐酸(0,2.5,5 mgC/L)中的降解动力学过程,(a)总磷-氧阴离子(Δ[O-P]),(b)次磷酸盐(H2PO2-),(c)亚磷酸盐(HPO32-),和(d)磷酸盐(PO43-)。图2. 在氧化-光照条件下,黑磷纳米片在不同浓度的黄腐酸中降解前(a,b和c)和降解后(d,e和f)的透射电镜表征。黄腐酸在图中用红色圆圈圈出。图3. 在原液中的黑磷纳米片微观表征。(a)用nGauge对样品进行AFM三维形貌表征,(b)透射电镜表征,(c)nGauge对样品的AFM二维表征结果,(d)nGauge AFM对(c)中划线部分,黑磷样品的高度测量数据,和(e)经AFM测量样品厚度的直方图统计图。图4. 在原液中的黄腐酸微观表征。(a)用nGauge对样品进行AFM三维形貌表征,(b)透射电镜表征,(c)nGauge对样品的AFM二维表征结果,(d)nGauge AFM对(c)中划线部分,黄腐酸的高度测量数据,和(e)经AFM测量样品高度的直方图统计图。图5. nGauge AFM表征黑磷纳米片在降解前(a)和在氧化-光照条件下降解43天后的形貌结果。((b)黄腐酸浓度0 mgC/L,(C)2.5 mgC/L,和(d)5 mgC/L)图6. 在降解反应前和反应后黑磷纳米片的XPS光谱中C1s峰(a)和P2p峰(b)的表征结果。图7. 黄腐酸存在或不存在的条件下,黑磷纳米片的降解机制。本研究中是按照(3)的路径对黑磷纳米片进行降解。 【结论】何伟教授课题组利用便携式原子力显微镜(AFM),大量测量黑鳞纳米片和黄腐酸在反应过程中二维和三维形貌的表面变化,同时借助XPS等其他技术手段,研究了黑鳞纳米颗粒在不同浓度黄腐酸条件下的分解过程与机理。实验结果表明,黄腐酸的存在,在无氧和有氧条件下均可加快黑鳞纳米片在水中的分解,在光照条件下可以产生更多的次磷酸盐,在无光的条件下主要提高磷酸盐的产生。 本文中研究人员使用的便携式原子力显微镜(AFM)是加拿大ICSPI公司设计和研发的,其基于特有的芯片式自感应探针技术,摆脱了传统AFM对激光的依赖,给AFM带来了里程碑式的变化!同时,设备具有小巧、灵活、方便携带、操作简单、扫描速度快、可扫描大尺寸样品、无需后续维护、无需减震超级稳定等优点,非常适合科研研究、高等教育、工业检测等领域的客户,尤其对于需要在户外和非实验室获得原子力显微镜(AFM)表征的用户来说,是一款不可或缺的设备!ICSPI公司便携式原子力显微镜(AFM),左)Redux AFM 右)nGauge
  • 专家约稿|基于原子力显微镜的纳米动态热机械分析技术(AFM-nDMA)
    复合材料微观结构的粘弹性分析综合均衡不同软材料如弹性体、聚合物和凝胶的性能,取长补短,从而获得综合性能较为理想的材料,这在工程中得到越来越广泛的应用,是开发具有崭新性能新型材料的重要途径。复合材料的整体性能与组成相及界面的力学性能密切相关。关于这种界面结构的力学性质如粘弹性的研究对于材料设计是至关重要的。另外,粘弹性质通常随频率或温度发生显著变化。例如,在橡胶状聚合物中,储能模量通常在低频下比较小,随着频率的增加,储能模量急剧增加。但由于其界面结构非常小(数十纳米),其粘弹性的表征具有很大的挑战。传统的AFM和Nano-DMA的技术Bruker的PeakForce QNM技术进行高分辨成像的同时实现了材料弹性和粘性的成像,但其测试频率是固定和离散不可调谐的,并且在数千Hz。而 DMA 的流变学研究通常在低于 200Hz 的频率下工作。研究这种微观结构的粘弹性等力学性质的常用仪器还有纳米动态热机械分析(Nano-DMA),它可以在程序控温下对试样施加交变应力( 或应变),测量材料的应变(或应力) 随温度、时间或频率响应,可以获得材料的储能模量(E' )、损耗模量(E″)及损耗角正切(Tanδ) 等信息。不足的是其X-Y方向的分辨率为几百纳米,达不到更小的分辨精度。 基于原子力显微镜的AFM-nDMA技术近年来布鲁克公司(Bruker)开发了一种基于原子力显微镜的DMA技术(AFM-nDMA),解决了X-Y方向的分辨率的问题,同时可以得到材料微区不同频率和不同温度下的粘弹性质。它是基于Ramp&Hold技术(见图1),原子力显微镜探针以一定大小的力接触到样品表面之后,保持一段时间,再离开表面。在保持接触的时间里,对样品施加不同频率下亚纳米小振幅的震荡,记录材料应力和应变的关系,而探针从材料表面回撤阶段利用包含粘附力的JKR力学接触模型计算得到材料的储能模量和损耗能量。同时还采用了一种特殊的参考频率技术来补偿在保持接触期间由于蠕变而导致接触面积的不稳定性。这种方法可以得到某个频率下的模量分布图,也可以得到材料表面某一位置点不同频率下的模量谱图(见图2)。图1 AFM-nDMA Ramp&Hold力谱 图2 由环状烯烃共聚物COC(红色)、聚丙烯PP(蓝色)、线性低密度聚乙烯LLDPE(绿色)和弹性体(黄色)共混物,使用 PeakForce QNM (a)和AFM-nDMA (b)在 100Hz下的储存模量图以及样品上选定点的谱图 (c)。 AFM-nDMA在100Hz下的储能模量图(c)显示出了几种材料明显的对比度变化,比AFM PeakForce QNM表征的DMT杨氏模量图(a)更加明显。同时,单独选择不同区域表征储存模量随频率的变化(c),可以看到COC的模量随频率增长最快,其次是 PP、LLDPE 和弹性体。 这样就可以多维度有针对性地进行粘弹性表征了。图3 PP-COC 混合物的储能模量(上行)和损耗角正切(下行)图3是聚丙烯 (PP) 基质、环状烯烃共聚物 (COC) 共混形成的结构粘弹性分布图。 这两种材料的粘弹性质随温度变化( 25°C-175°C ),AFM-nDMA储能模量和损耗正切在 100Hz下都呈现出显著的变化。起初两种材料开始在环境条件下具有相等的储存模量,但很快随着温度升高,两种材料各自接近它们的热转变点,储能模量显示出很大的差异,而在175°C出现了两种材料的损耗角的反转。使用 AFM 进行定量纳米力学测量时,探针弹性系数、尖端曲率半径和灵敏度的校正长期以来一直以来困扰了人们。 Bruker现在提供了球形、 明确定义弹性系数的探针。这些探针尖端具有半径为 33 纳米或 125 纳米的球形顶点,可以提供可控的接触面积。AFM-nDMA使定量表征纳米区域粘弹性质成为可能,实现了在可变频率、可变温度下测量 E' 、E"、Tanδ)等信息。 AFM-nDMA首次消除AFM测量中的非线性问题,并提供了体相 DMA与纳米压痕DMA直接匹配的结果。通过相位漂移校正和基准频率归一化,可在0.1Hz至20kHz的流变频率范围内对目标纳米尺度畴结构进行全面粘弹性表征,是一种实现高分辨率下复合材料界面表征的有力手段。AFM 数据允许进行完整的 TTS 分析,空间分辨率优于50nm。 参考文献:1. Pavan V. Kolluru, Matthew D. Eatonect, AFM-based Dynamic Scanning Indentation (DSI) Method for Fast,High-resolution Spatial Mapping of Local Viscoelastic Properties in Soft Materials, Macromolecules 2018(51) : 8964−89782. Kouqi Liu1, Mehdi Ostadhassan, Bailey Bubach ect, Nano-dynamic mechanical analysis (nano-DMA) of creep behavior of shales: Bakken case study, J Mater Sci (2018) 53:4417–4432 作者简介: 李慧琴,布鲁克(科技)有限公司售后服务工程师、培训师,从事原子力显微镜仪器在微纳米材料方面的表征应用将近20年,主持并编写了三项关于原子力测试方法方面的国家标准(GB T 36969-2018,GB/T 31227-2014,GB/T 31226-2014)和一项国家教学仪器标准( JY/T 0582-2020);申请并授权了2项关于小球探针制备的发明专利;参与了多项国家自然科学基金的研究并发表了多篇关于原子力显微镜应用的论文。
  • 330万!山东大学高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统采购项目
    项目编号:SDDX-SDLC-GK-2022025项目名称:山东大学高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统项目预算金额:330.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):330.0000000 万元(人民币)采购需求:高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统,亟需购置。具体内容详见招标文件。标段划分:划分为1包。合同履行期限:质保期国产设备3年,进口设备1年。本项目( 不接受 )联合体投标。5、(进口)20221226-025-山东大学高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统(发售稿).pdf
  • 330万!山东大学高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统采购项目
    项目编号:SDDX-SDLC-GK-2022025项目名称:山东大学高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统项目预算金额:330.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):330.0000000 万元(人民币)采购需求:高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统,亟需购置。具体内容详见招标文件。标段划分:划分为1包。合同履行期限:质保期国产设备3年,进口设备1年。本项目( 不接受 )联合体投标。5、(进口)20221226-025-山东大学高分辨多模态近场纳米光学原子力成像系统(发售稿).pdf
  • 探索纳米世界!低温强磁场原子力显微镜attoAFM及其升级的多重应用
    扫描探针显微镜(SPM)能够在样品表面的不同位置以及不同温度和磁场下关联材料的性质,如磁化、极化、开尔文电位、电导率和形貌等,是一种应用较为广泛的技术。原子力显微镜(AFM)为扫描探针显微镜家族的一员,具有纳米级的分辨能力,其操作容易简便,是目前研究纳米科技和材料分析的重要工具之一。基于此,attocube不断研发升级低温attoAFM I显微镜的各种功能,以得到不同模式下的多种重要表征数据。图1. 低温原子力显微镜的各种可选升级模式: MFM, PFM, ct-AFM, KPFM 本文将介绍attocube客户通过attoAFM I及其相关升级功能所获得的一些显著测量结果。结果将关联电极化(PFM)、定量开尔文势(KPFM)、定性开尔文电位(EFM)、电导率(ct -AFM)和形貌(topo)等。 KPFM, EFM, PFM & TOPO铁电半导体光电晶体管微光光电探测器(3LPD)在量子通信、自适应光学和空间成像等广泛应用中备受追捧。程志海教授(中国人民大学)和王振兴研究员(国家纳米科学中心)领导的团队制造并表征了具有固有高增益的低光级铁电半导体光电晶体管(FSP),其特点是光致铁电开关。通过将FSP设置为非易失性极化状态,实现极低的暗电流和高电阻状态(HRS)。为了解光电响应机制,作者采用了实空间成像与输运测量相结合的方法。在输运测量的基础上,在FSP器件上进行了原位EFM和KPFM测量,其中铁电半导体通道通过PFM识别。未载流状态下的KPFM测量证实了FSP的光致铁电转换,载流状态下的EFM验证了FSP的光响应性质。此外,原位的输运测量进一步验证了FSP的光响应性质。这些相关测量是通过attoDRY2100低温恒温器中的attoAFM I显微镜(升级了KPFM和PFM功能)实现的。由于其低工作电压、高性能和简单的结构,该FSP器件显示了新一代微光光电探测器的潜力。图2 :左图为FPS器件的形貌图和未载流状态下的KPFM测量;右图为线扫形貌图和载流状态下的EFM测量数据参考文献:J. Yang et al., Adv. Funct. Mater. 2022, 2205468 (2022) ct-AFM, PFM & TOPO量子材料中的导电畴壁导电畴壁(DW)是准二维导电路径,可在原位创建、定位和移除,为可重写纳米电子器件提供了机会。导电畴壁通常出现在宽带隙铁电体中,通常是响应极性不连续处的电荷积累而形成。István Kézsmárki(德国奥格斯堡大学)表明,导电畴壁也可以存在于窄间隙莫特绝缘体中。在这种情况下,纳米级导电路径的形成是因为畴壁周围的应变梯度改变了带结构。该团队在attoLIQUID2000低温恒温器中使用了带有ct-AFM升级和PFM升级的attoAFM I显微镜,将材料(GaV4S8)冷却到Jahn-Teller转变(~43K)以下,直接对电导率、形貌和压电响应进行成像。由此,他们排除了极性不连续性模型作为原点,而是将DW周围电导率的增加与表面重建高度的平方相关联:这是Jahn-Teller跃迁中产生的体积应变的特征。这有效地显示了一种利用应变梯度诱导的带结构变化来创建纳米级传导路径的新机制。这为畴壁纳米电子学的许多新材料打开了全新的大门。图3: cAFM图像显示GaV4S8中的导电之字形畴壁,明亮的颜色显示导电性增加参考文献:L. Puntigam et al., Adv. Electron. Mater. 2022, 2200366 (2022)PFM & TOPO磁电相变对称性破缺的复合氧化物可以呈现出各种各样的、突现的相。这可以通过设计复杂氧化物的超晶格来实现。张金星教授(中国北京师范大学)团队通过交替堆叠Ruddlesden–Popper和钙钛矿氧化物构建了超晶格,这导致了人工设计的铁电和磁电(ME)相变。通过在attoDRY1000低温恒温器中使用具有PFM功能的attoAFM I显微镜进行测量,PFM实验数据验证了温度低于90K时铁电畴的存在。通过布里渊光散射验证了Dzyaloshinskii–Moriya相互作用(DMI)和净磁化的伴随存在。此外,外部磁场抑制了电极化,证实了直接ME效应的存在。这项研究表明,界面DMI工程是在具有关联电子的系统中生成奇异相和有序的一种很有前途的工具。图4: 超晶格在3.7K下的PFM图像,图中相对暗和亮对比表示向上和向下的铁电畴 参考文献:X. Liu et al., Nature Commun. 12, 5453 (2021) 低温强磁场原子力磁力显微镜attoAFM/MFM I主要技术特点:-温度范围:1.8K ..300 K-磁场范围:0...9T (取决于磁体, 可选12T,9T-3T矢量磁体等)-工作模式:AFM(接触式与非接触式), MFM-样品定位范围:5×5×4.8 mm3-扫描范围: 50×50 μm2@300 K, 30×30 μm2@4 K -商业化探针-可升级PFM, ct-AFM, CFM,cryoRAMAN, atto3DR等功能图5. 低温强磁场原子力磁力显微镜以及attoDRY2100低温恒温器(点击查看详情)
  • 媒体称学者发明纳米光学质谱仪
    秤对人们来说并不陌生,然而,有一种秤,人们却从没有听过、见过,那就是上海交大物理系朱卡的教授团队发明的“光秤”。   朱卡的教授和他所指导的李金金博士以量子光学和纳米材料为研究基础,在国际上首次发明了纳米光学质谱仪,也就是“光秤”,可以对生物DNA分子的质量、染色体的质量以及中性原子的质量进行无损高精度的光学测量。   朱卡的教授说,他的研究团队将碳纳米管、量子点和表面等离激元的复合系统等系统地组合起来研究,发明了第一个全光控制的高灵敏纳米光学质谱仪。   对这一研究成果,美国物理学会评价:“这项研究工作有望带领纳米科学进入一个崭新的测量领域。”国际公认的物理学界顶尖综述期刊《Physics Reports》也刊登了朱卡的教授团队该成果的长篇综述性论文。这也是上海交通大学首次以唯一单位在该期刊上发表论文。   据朱卡的教授介绍,目前测量原子和质子等微观粒子质量的方法或仪器包括经典质谱仪和电学纳米质谱仪。与这两种传统的方法相比,“光秤”的灵敏度和精确度都大幅提高。   “旧的探测方法的不足之处是,被探测的粒子要使其强行带电,才能够被测量。”朱卡的教授表示,这就意味着,由于很多固有属性不能带电的粒子,其质量的测量将受到限制,比如DNA分子,如果强行使其带电,就可能造成其生物成分遭到破坏。   朱卡的教授估算,通过全光控制的“光秤”,灵敏度和精确度比传统的电学质谱仪高出了将近3个数量级。他表示,这项研究工作在现有电学质谱仪上做了很大的提升和改进,用全光学的方法代替了传统的电学测量,放大了人们对微观世界的认识,并带领纳米科学进入一个崭新的测量领域。
  • 用单粒子ICP-MS对废水中的银纳米颗粒的分析测量
    “纳米银”是“银纳米颗粒”的简称或俗称,指由银原子组成的颗粒,其粒径通常在1~100nm范围。银材料表面具有抑菌性质早已为人熟知,其机理是位于材料表面的银原子可以被环境中的氧气缓慢氧化,释放出游离的银离子(Ag+),这些银离子通过与细菌壁上巯基结合,阻断细菌的呼吸链,最终杀死附着在材料表面的细菌。由于纳米颗粒的小尺寸效应和表面效应,随着颗粒尺寸的减小,纳米银的表面原子数与其内部原子数的比例急速升高,最终导致其银离子的释放速率显著增高,杀菌效果更加显著。利用纳米银抑菌特性的各种产品,包括纺织品、化妆品、药品等,以及其他工业产品,越来越多的研发并被投入使用。这些纳米银最终将会进入到环境中,对生态环境和生物健康产生影响。快速地检测和表征在各种不同的环境基体下的纳米粒子的技术手段因此显得极为必要,而珀金埃尔默公司的单颗粒ICP-MS技术则可以很好的应对这项挑战。本实验带您了解不同的废水中,单颗粒ICP-MS测定纳米银的能力。样品水样:是从加拿大魁北克省蒙特利尔附近的污水处理厂抽取。废水:是经过污水处理厂最终处理后排放到河里的废水,在二级沉降池后收集。混合溶液:经过生物处理后离开曝气池,到达二级沉降池处理悬浮物和沉积物的废水,从二级曝气池收集。海藻酸盐:一种在废水中可以检测到并由废水中溶解性有机碳组成的ppm级多糖。海藻酸盐溶液被用作于比较废水样品的一个已知的控制和替代物。用去离子水溶解从褐藻提取的海藻酸钠(Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA)配制成浓度为6ppm的海藻酸盐溶液,并震荡一个小时。实验平均粒径为67.8±7.6nm的用PVP包裹的Ag ENPs标准品(用TEM定值,nanoComposix™ Inc., San Diego, California, USA),加入10mL到所有样品中,使浓度为10ppb(5,000,000粒/mL)。样品用去离子水稀释10-1000倍,测试前超声5分钟。所有样品一式三份。使用PerkinElmer NexION® 300D/350D ICP-MS进行分析,采用SP-ICP-MS模式,在Syngistix™ 软件纳米分析模块下进行。实验参数如表1所示。实验结果图1显示了0.1ppb(50,000粒/mL)Ag ENPs标准品的粒径分布,相当于66.1±0.1nm的平均粒径,浓度为52,302±2102粒/mL。对粒径的测试结果和TEM定值的一致性表明海藻酸盐基并不影响测量精度。图1:在6ppm海藻酸盐溶液中的Ag的粒径分布在确定海藻酸盐溶液技术的准确度的基础上,排放废水和混合溶液样品进行下一步的测量。图2和图3显示了废水和混合溶液各自的粒径分布。分析前样品稀释100倍,表2显示了粒径大小和颗粒浓度的测试结果。另外,平均粒径与证书标称值一致,颗粒浓度接近计算值,表明没有废水基体会影响测量结果。这些结果表明,可以准确测量在废水样品中的Ag ENPs。图2:稀释100倍废水中Ag的粒径分布图3:稀释100倍的混合溶液中Ag的粒径分布结论实验证明SP-ICP-MS具有准确测试三种不同类型废水样品中的银纳米粒子的能力。虽然废水基体很复杂,但是它们不会抑制SP-ICP-MS准确测量粒径和纳米粒子浓度的能力。想要了解更多详情,请扫描二维码下载完整的应用报告。
  • 第九届亚洲纳米科学和纳米技术会议(AsiaNANO 2018)- 中国青岛
    世界领先的原子力显微镜制造商帕克股份有限公司将于2018年10月18日到10月21日参加由国家纳米中心科学中心举办的第九届亚洲纳米会。第九届亚洲纳米科学和纳米技术会议”(英文名称:Asian Conference on Nanoscience & Nanotechnology。缩写:AsiaNANO 2018)将于2018年10月18-21日(18日报到)在青岛红树林国际会议会展中心召开。AsiaNANO 2018是亚洲纳米科学与纳米技术大会系列会议中的第九届会议。 帕克公司的CEO兼创始人Sang-il, Park博士将作为大会报告人在10月19日上午十点四十五分进行关于“原子力显微镜及相关技术的最新进展”为主题的发言。park原子力显微镜致力于满足您的研究和行业应用需求,请加入我们并了解更多关于最新原子力显微镜解决方案的信息。大会日期: 2018年10月18日(周四)- 2018年10月21日(周日)地点: 中国青岛红树林国际会议中心帕克展位号: #5 关于第九届亚洲纳米科学和纳米技术会议 (AsiaNANO): AsiaNANO 2018是亚洲纳米科学与纳米技术大会系列会议中的第九届会议。该系列会议2002年在日本由刘忠范院士、Haiwon Lee教授、Masatsugu Shimomura教授发起,分别由中国、日本、韩国、新加坡等亚洲地区国家轮流主办,每两年举办一次,是亚洲地区重要的纳米学术会议。会议聚焦于纳米化学与纳米材料领域的创新与挑战,尤其致力于促进亚洲纳米科学与技术研究领域的创新与合作。历经六年等待,AsiaNANO 2018再次回到中国,本届会议由国家纳米科学中心、北京科技大学与中科院化学所共同承办,会议主席由国家纳米科学中心赵宇亮院士、北京科技大学张跃教授、中科院化学所李玉良院士担任。
  • 推进纳米技术进步 FEI中国纳米港开幕
    推进纳米技术进步 FEI中国纳米港开幕 screen.width-300)this.width=screen.width-300" border=0 FEI高层及政府代表为中国纳米港剪彩 screen.width-300)this.width=screen.width-300" border=0 FEI全球销售与服务执行副总裁与北大教授彭练矛共同为纳米港揭幕 中国上海 / 2008年1月18日--FEI公司(纳斯达克上市公司代码:FEIC)中国纳米港于今天正式开幕并投入使用,成为FEI公司继北美、荷兰、日本后全球第四家纳米港。纳米港具备的功能,超越了纯展示中心的理念,它所提供的先进技术与应用软硬件令 FEI的专家们可以和客户与伙伴们一起,共同致力于研发拓展创新理念与解决方案,以推进纳米世界的技术进步。 FEI 的4家纳米港均坐落于全球各地技术进步的核心区域,在这些地方聚集了众多客户和合作伙伴,不懈推动着纳米世界的技术发展。上海充满生机,是中国的技术发展高地,其地位举世公认,因此,FEI的第四家纳米港选址于此。考虑到中国一直是纳米技术投入与开发的领航者,FEI纳米港将为中国科学技术突破提供有效的当地支持。 screen.width-300)this.width=screen.width-300" border=0 screen.width-300)this.width=screen.width-300" border=0 中国首个纳米港拥有先进的设备 此次纳米港的开幕典礼吸引了包括FEI中国地区客户、知名学者以及记者等在内的众多宾客参加。FEI公司全球销售与服务执行副总裁盧钰霖在致辞时表示:"在全球为纳米技术开发所做的努力中,中国始终扮演着重要角色,而纳米新技术的问世与应用,将有可能间接帮助人类解决清洁可再生能源、疾病、食品供应、恐怖主义、犯罪等诸多领域内的重大课题。在中国,我们的客户正在电子、生命科学等众多不同领域进行各种学术和商用研发工作,依托中国纳米港,我们得以更好地与他们开展合作,帮助他们的事业不断取得成功,支持中国科技研发持续进步。" screen.width-300)this.width=screen.width-300" border=0 FEI的科研人员演示其先进的纳米显微镜产品 screen.width-300)this.width=screen.width-300" border=0 嘉宾们感受纳米世界的独特魅力 FEI产品应用专家们深厚的专业知识,再加上FEI纳米港所提供的先进设备,为FEI纳米港和众多领先的政府与学术机构在微观世界的合作研发,提供了至关重要的支持,例如:FEI与美国能源部基础能源科学办公室在TEAM项目上的合作,其解析度达0.5埃。最近,FEI公司又与荷兰物质基础研究基金会(FOM)联合宣布将共同展开纳米研究项目。研究目标为开发高性能电子显微镜及聚焦离子束系统,进而获得单原子图像对材料结构进行改性。 中国纳米港将引进FEI公司的纳米显微镜,为纳米三维材料结构表征与性能分析提供超高分辨率显微技术与设备。其位于中国上海张江高科技园区碧波路690号8号楼。联系电话为+ 86 (0)21-50278805转5606。 关于FEI FEI公司是一个全球性的团体,拥有最先进的工业技术,为客户提供三维表征,分析和材料结构加工的精确信息,直至亚埃级水平。FEI久负盛名的全球用户网络向诸多先进研究与制造领域内的客户开放,加速其纳米研究进程,同时致力于新产品的商业化。FEI公司在全球有四个纳米港(NanoPort),分别位于美国,荷兰,日本和中国上海,它们共同为众多世界级知名客户与专家提供核心技术,致力于纳米新观念和新方案的研究与开发。FEI在全球 50 多个国家建立了销售及支持部门。详情请见www.fei.com
  • 《单颗粒电感耦合等离子质谱法检测纳米颗粒》国家标准解读
    单颗粒电感耦合等离子质谱法(spICP-MS)是一种在非常低的浓度中检测单个纳米颗粒的方法。与传统表征金属纳米颗粒技术相比,使用单台ICP-MS,不需联用设备就可以同时完成纳米颗粒的成分、浓度、粒径、粒度分布和颗粒团聚的检测,这是透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)等纳米粒径表征技术无法完成的,并且此方法可将样品中溶解的纳米颗粒离子与固体纳米颗粒区分开来。近期,国家纳米科学中心牵头制定了国内首项单颗粒电感耦合等离子体质谱法(spICP-MS)国家标准《GB/T 42732-2023 纳米技术 水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量 单颗粒电感耦合等离子体质谱法》。本文特邀国家纳米科学中心葛广路研究员、郭玉婷高级工程师对该标准进行解读。一、背景 目前,基于纳米技术或含有工程纳米颗粒的产品已广泛使用,并开始影响有关的行业和市场。因此,消费者可能直接或间接地接触到(除天然纳米颗粒外的)工程纳米颗粒。在食品、消费品、毒理学和暴露研究中,工程纳米颗粒的检测成为纳米颗粒应用潜在效益和潜在风险评估的必要部分,迫切需要建立产品、试验样品和环境等复杂基质中痕量纳米颗粒检测方法标准。二、标准概述本标准包括范围、规范性引用文件、术语和定义、缩略语、适用性、步骤、结果、测试报告8章内容和1个资料性附录。本标准描述了使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)在时间分辨模式下测定单个纳米颗粒的质量和悬浮液中离子浓度,检测水相悬浮液中纳米颗粒,并表征颗粒数量与质量浓度、颗粒尺寸及数均尺寸分布的方法。三、适用性本方法仅限用于纯纳米颗粒的水相悬浮液、材料或消费品的水相提取液、食品或组织样品的水相消解液、水相毒理学样品或环境水样品。非水相样品处理见标准参考文献。水相环境样品经过过滤和稀释,食品和毒理学样品经过化学或酶消解和稀释。将水相悬浮液中的颗粒数量或质量浓度与原始样品中的浓度联系起来需样品相关提取、效率和基质效应等信息,并由用户进行额外验证。四、主要技术内容本文选取原理、重要参数传输效率和响应值及线性的确定、结果计算方面部分重点内容进行讲解,详细内容及仪器设置、试样制备等相关内容与注意的事项参见标准原文。1 原理单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP-MS)是一种能够在非常低的浓度下检测单个纳米颗粒的方法,此方法适用于水相悬浮液中无机纳米颗粒的尺寸及数均尺寸分布、颗粒数量浓度与质量浓度,悬浮液中离子浓度的测定。将常规的ICP-MS系统设置为以高时间分辨率模式采集数据。水相样品连续进入ICP-MS中,雾化后,一部分纳米颗粒进入等离子体并被原子化和电离。每个原子化的颗粒相对应的离子团为一个信号脉冲。使用合适的驻留时间和适当稀释的纳米颗粒悬浮液,质谱仪可实现单个纳米颗粒检测,称为“单颗粒”ICP-MS。对纳米颗粒悬浮液进行稀释,以避免违反“单颗粒规则”(即在一个驻留时间内有一个以上的颗粒到达检测器)。由于离子团中的离子密度很高,其产生的脉冲信号远高于背景(或基线)信号。脉冲强度、脉冲面积与纳米颗粒中被测元素的质量,也即纳米颗粒直径的立方成正比(假定纳米颗粒的几何形状是球形)。单位时间检测到的脉冲数与待测水相悬浮液中纳米颗粒的数量成正比。2 确定传输效率引入的样品只有一部分到达等离子体,结果的计算需要知道传输效率。使用已知的纳米颗粒标准样品测定传输效率。如果没有可用的纳米颗粒标准样品,可以使用任何其他良好表征过的纳米颗粒悬浮液,重新计算稀释倍数和浓度。纳米颗粒尺寸已知,颗粒浓度未知时,结合分析一系列与纳米颗粒相同元素的离子标准溶液,确定传输效率。3 确定响应值及线性随着纳米颗粒的直径增大,信号响应值将按三次方增加,所以需要对纳米颗粒每种组成每种尺寸范围的响应进行验证。校准最好使用纳米颗粒标准样品,无法获得这样的标准样品时,在相同的样品分析条件下,使用被测元素的离子标准溶液进行此步骤中的校准。分析离子溶液的标准工作液,用线性回归法确定校准曲线的相关系数,校准函数的斜率,即为ICP-MS响应值。4 结果计算4.1 检出限的计算由空白对照样品中的颗粒数量确定颗粒数量浓度检出限,结合平均颗粒质量,计算质量浓度检出限。由刚好能从背景中区分出来的脉冲信号强度决定颗粒尺寸检出限。4.2 颗粒浓度和尺寸、离子浓度的计算由时间扫描中检测到的脉冲数、传输效率、样品流速计算水相样品中的颗粒数量浓度;样品中颗粒信号强度、离子标准溶液的ICP- MS响应值、传输效率、驻留时间、样品流速、纳米颗粒材料的摩尔质量和被测物的摩尔质量计算单个颗粒的质量,假设颗粒为球形,计算得到颗粒的直径。由离子产生的连续基线信号估算样品中的离子浓度。通常,可以用商用软件或将测试数据导入定制的电子表格程序进行处理,以计算纳米颗粒的数量、质量浓度、尺寸(等效球直径)和相应数均尺寸分布,并同时确定样品中存在的离子质量浓度。本标准的资料性附录A给出了定制的电子表格程序处理数据的示例。五、结语本标准等同采用ISO/TS19590:2017 Nanotechnologies—Size distribution and concentration of inorganic nanoparticles in aqueous media via single particle inductively coupled plasma mass spectrometry,于2023年8月6日发布,将于2024年3月1日实施,是国内首项使用单颗粒电感耦合等离子体质谱方法表征纳米颗粒的国家标准,支撑spICP-MS作为一种普适性方法的推广与应用。本标准由国家纳米科学中心、珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、清华大学、中国计量科学研究院、杭州谱育科技发展有限公司,安捷伦科技(中国)有限公司制定。在起草阶段,标准起草工作组选用金纳米颗粒,在国家纳米科学中心、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、安捷伦科技(中国)有限公司、杭州谱育科技发展有限公司,利用不同仪器进行了测试,使用仪器所带软件对颗粒尺寸和颗粒数量浓度进行了处理计算。在征求意见阶段,向四川大学、中国地质大学、武汉大学、清华大学深圳国际研究生院、东北大学、华东师范大学、中山大学、厦门大学、中国科学院过程工程研究所、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院生态环境研究中心、上海市食品药品检验研究院、生态环境部南京环境科学研究所、中国科学院高能物理研究所、山东英盛生物技术有限公司等高校、科研院所和企业发送了标准征求意见材料,征求意见专家多为分析化学、纳米科学等领域专家,给本标准提出了具有代表性的意见,在此感谢他们对本项标准制定工作的支持。本文作者: 葛广路 研究员;郭玉婷 高级工程师 国家纳米科学中心 中国科学院纳米标准与检测重点实验室 Email:gegl@nanoctr.cn guoyt@nanoctr.cn
  • 神奇纳米滤膜登上CEJ,便携式原子力显微镜助力材料三维表征!
    文章名称:Metal-organic framework-intercalated graphene oxide nanofiltration membranes for enhanced treatment of wastewater effluents期刊:Chemical Engineering Journal IF 15.1文章DOI:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150207 【引言】水是地球上尤为珍贵而又不可或缺的资源之一,对于人类的健康和发展至关重要。然而,水资源可能受到来自工业排放物、城市废水和农业废水等方面的污染,因此我们亟需有效的水资源净化技术,去除水中的有害污染物,提高农业和工业的用水质量。基于膜过滤的水净化技术是一种十分有前景的水处理方法。其中,纳米过滤(NF)技术由于在水净化方面所显示出的巨大潜力,引起了学术界和工业界的广泛关注。 【成果简介】近日,丹麦奥尔堡大学联合山东硅元新材公司提出基于沸石咪唑盐框架(ZIF-8)-氧化石墨烯(GO)中间层的一种新型纳米过滤薄膜。所制备出的GO/ZIF-8(GZ)纳米过滤膜展示出了优异的亲水性和优秀的污水净化能力。与原有的GO过滤膜相比,GZ纳米滤膜拥有更好的抗污性,同时保持相当的盐和有机物的截留率。通过对3种不同工业废水过滤的实验结果来看,GZ纳米过滤膜能够在错流过滤中保持高的稳定性。相关研究内容以《Metal-organic framework-intercalated graphene oxide nanofiltration membranes for enhanced treatment of wastewater effluents》为题,发表于国际SCI期刊《Chemical Engineering Journal》上。 值得注意的是,本文使用ICSPI公司研发的便携式芯片原子力显微镜nGauge对GO和GZ的表面形貌进行了表征。便携式芯片原子力显微镜nGauge具有小巧灵活、方便携带,操作简单,扫描速度快,可扫描大尺寸样品,一个针尖可以进行上千次扫描,无需维护、无需减震、超级稳定等优点,不仅适用于科学研究、高等教育、工业检测等领域,对户外和非实验室获得原子力显微镜(AFM)表征的用户也非常友好,极大的拓宽了传统AFM的应用范围!ICSPI公司便携式原子力显微镜(AFM),左)Redux AFM 右)nGauge【图文导读】图1. GZ过滤膜的结构和过滤过程示意图。 图2. (a)ZIF-8纳米颗粒的SEM表征结果。(b)GO的SEM表征结果。(c)GZ纳米过滤薄膜的XRD表征结果。(d)GZ纳米过滤薄膜的FTIR表征结果。GZ后的数字为GO和ZIF-8的质量比例。图3. 不同GO和ZIF-8质量比例下的GZ膜的表面和截面的SEM表征结果,纯GO(a-b);GZ9-1(c-d);GZ7-3(e-f);GZ5-5(g-h)。图4. 利用nGauge便携式AFM所表征的GO和GZ的表面形貌结果,(a) GO (b) GZ9-1 (c) GZ7-3 (d) GZ5-5 (e) GZ3-7 (f) GZ1-9。 图5. (a)水的接触角随着不同ZIF-8含量的变化。(b)不同ZIF-8含量的薄膜在不同PH值下的zeta电位的变化。 图6. 用所制备的GZ薄膜对印刷行业的废水进行过滤的对比结果。(a)总有机碳量的减少结果。(b)离子截留率。(c)过滤前后的印刷工业废水的UV–Vis表征结果。(d)原始废水,经过基底材料和经过GZ纳米过滤膜过滤后废水的对比。 【结论】从论文中可以看出,研究人员通过简单的涂覆法制备了GO/ZIF-8纳米过滤膜。由于将适量的ZIF-8添加到GO的基材中,使得制备出的过滤膜在通量和选择性方面有着明显的提高。通过实验结果可以看出,所制备的GZ膜可以进行多次洗涤,可重复使用。GZ纳米过滤膜的成功制备,为工业和农业废水的高效,无害化处理提供了新的解决途径。相关产品1、便携式芯片原子力显微镜https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C487657.htm
  • 天美公司-Park Systems生物型原子力显微镜XE-Bio研讨会在国家纳米科学中心举行
    2014年5月20日下午,由天美(中国)科学仪器有限公司组织的Park Systems公司XE-BIO生物型原子力显微镜技术研讨会在国家纳米科学中心二号楼会议室举行,本次研讨会由国家纳米科学中心裘晓辉教授主持,并由来自Park Systems公司的首席科学家Dr.Sang-Jun Cho主讲了XE-BIO生物型原子力显微镜在活细胞检测方面的应用及新进展。来自国家纳米科学中心的老师研究生总共三十多人参加了此次研讨会。  裘晓辉教授长期从事与扫描探针技术相关的研究工作。2006年3月进入国家纳米科学中心工作,2007年6月获“百人计划”择优支持。现任中科院纳米标准与检测重点实验室主任、Surface science和Advanced Materials Interfaces杂志顾问编委。近期主要开展了单分子物理化学性质的扫描探针显微技术研究、基于扫描探针的纳米结构材料基本电学性质测量方法研究、以及纳米材料的显微超快光谱方向的研究工作。已在国际学术期刊上发表论文60余篇,其中包括 Science,Phys. Rev. Lett.,J. Am. Chem. Soc.等,被他引两千余次。     天美(中国)科学仪器有限公司赵薇女士致欢迎词,然后介绍了天美公司的发展历程和产品线,天美集团的不断发展壮大以及成功转型受到了各位老师和学生的关注。   Dr.Cho于1998年获得了Iowa State University神经学博士学位,是Park Systems公司产品研发总监及首席科学家,在细胞的表征及检测方面有着丰富的实践经验及深厚的理论知识。本次技术研讨会上,Dr.Cho详细介绍了XE-BIO生物型原子力显微镜独家离子电导技术(ICM)在细胞原位长时培养连续观测及应用、与常用的Bio-AFM扫描进行的对比,并且结合具体的案例进行了分析,内容详实丰富,并且介绍了共聚焦显微镜图像和ICM图像叠加的应用。  报告结束之后,参会的老师与Dr.Cho进行了热烈的技术交流,针对ICM技术与传统AFM在细胞研究方面的比较进行了深入的探讨,Dr.Cho也针对ICM技术为老师们做了更加详细的解释,该技术采用离子电导信号,不会破坏细胞,从而可以进行活体观察,具有传统AFM不可比拟的优势。如需进一步了解,可以咨询天美(中国)科学仪器有限公司。公司介绍:   天美(中国)科学仪器有限公司(“天美(中国)”)是天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)的全资子公司,从事表面科学、分析仪器、生命科学设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。天美(中国)在北京、上海、等全国15个城市均设立办事处,为各地的客户提供便捷优质的服务。   天美(控股)是一家从事设计、研发、生产和分销的科学仪器综合解决方案的供应商。继2004年於新加坡SGX主板上市后,2011年12月21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298),成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极拓展国际市场,先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司和英国Edinburgh等多家海外知名生产企业,加强了公司产品的多样化。 更多详情欢迎访问天美(中国)官方网站:http://www.techcomp.cn
  • 同济大学纳米拉曼成像系统(高分辨共聚焦显微拉曼光谱仪与原子力显微镜联用系统)中标公告
    一、项目编号:0811-234DSITC0372(招标文件编号:0811-234DSITC0372)二、项目名称:纳米拉曼成像系统(高分辨共聚焦显微拉曼光谱仪与原子力显微镜联用系统)三、中标(成交)信息供应商名称:国药集团国际贸易(香港)有限公司供应商地址:香港湾仔轩尼诗道288号英皇集团中心1601室中标(成交)金额:449.5600000(万元)四、主要标的信息序号供应商名称货物名称货物品牌货物型号货物数量货物单价(元)1国药集团国际贸易(香港)有限公司纳米拉曼成像系统(高分辨共聚焦显微拉曼光谱仪与原子力显微镜联用系统)HORIBA FRANCE SASLabRAMOdyssey Nano壹套4495600五、评审专家(单一来源采购人员)名单:王宇晓、范冬梅、边玮、陈燕、褚成成(采购人代表)六、代理服务收费标准及金额:本项目代理费收费标准:按照国家发改委1980号文件《招标代理服务费管理暂行办法》规定标准下浮33%收取,服务费金额不足8000元的,按8000元收取。本项目代理费总金额:3.5813000 万元(人民币)七、公告期限自本公告发布之日起1个工作日。八、其它补充事宜1、本项目为机电产品国际招标项目,本公告已于同日在机电产品招标投标电子交易平台、中国招标投标公共服务平台同步发布。2、本项目中标金额为(CIP人民币)4,495,600.00,合同最终结算时以实际发生金额为准。3、本项目的评标结果已在机电产品招标投标电子交易平台、中国招标投标公共服务平台上公示,评标结果公示无异议,根据《机电产品国际招标投标实施办法(试行)》,本项目的评标结果已自动生效并进行公告。”九、凡对本次公告内容提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:同济大学     地址:上海市四平路1239号        联系方式:贾老师      2.采购代理机构信息名 称:上海东松医疗科技股份有限公司            地 址:0086-21-63230480转8610、8621            联系方式:林之翔、张智岚            3.项目联系方式项目联系人:林之翔、张智岚电 话:  0086-21-63230480转8610、8621
  • 安捷伦扩展原子力显微镜功能和兼容性旨在纳米级生命科学研究
    安捷伦公司(NYSE:A)2月4日宣布,其6000ILM原子力显微镜现在已经可以兼容尼康TiE系列和奥林巴斯IX系列倒置显微镜,大大扩展了目前AFM在生命科学研究中的实用性。   除了广泛的兼容性,安捷伦还为6000ILM AFM平台添加了几个重要的功能,尤其重要的是恒温箱灌注细胞样品板功能。样品板有利于液体和气体的动力学研究,此外配备的顶视光学组件还可以帮助研究人员在扫描过程中对不透明样品进行观察。   单通道电学特性和力的光谱学性能,加之安捷伦PicoView软件插件和版本的灵活性,进一步扩展了6000ILM AFM在研究细胞膜、细胞表面结构、单链DNA或RNA链、个体蛋白质、单分子、生物高聚物等方面的功能。   “6000ILM系统与尼康和奥林巴斯倒置显微镜的兼容性意味着高精度原子力显微镜的优势现在可以更方便的被更多生命科学研究人员所利用,”安捷伦在亚利桑那州钱德勒的纳米仪器设备业务经理Jeff Jones说,“无缝的ILM-AFM一体化让研究人员无需特殊样品制备就可以超越光学衍射的极限,达到纳米级别的分辨率。”   为了便于流体动力学研究,可选择6000ILM灌注细胞样品板的连续灌注功能,并有变流和保持液位选项。当需要更多的控制条件时,6000ILM恒温箱灌注细胞样品板以拥有一个气密室,用于液体和气体进出的流通口,可从室温加热到40℃保持细胞活力长达8小时等而感到自豪。另外,6000ILM AFM还可以提供特别设计的样品板如带盖玻片的,带载物片的或带盖的培养皿,以及带温度控制的可从室温加热到80℃的样品板。
  • 清华大学新成果:同时实现深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像
    近日,清华大学材料学院于荣教授课题组与李千副教授课题组在晶体取向成像方法和位错三维结构研究中取得进展。该研究基于课题组近期发展的自适应传播因子叠层成像方法,在自支撑钛酸锶薄膜中同时实现了深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像,并揭示了钛酸锶中位错芯在电子束方向的结构变化。晶格缺陷是材料中的重要组成部分。相对于完美基体,缺陷处的对称性、原子构型、电子结构都发生变化,在调节材料整体的力学、电学、发光和磁性行为方面发挥着关键作用。然而,缺陷处的对称破缺和原子的复杂构型也给缺陷结构的精确测量带来障碍。比如,位错附近不可避免存在局域应变和晶体取向变化,但是用高分辨电子显微学表征晶体中的原子构型又要求晶带轴平行于电子束,否则分辨率会显著降低。这个矛盾一直是位错原子结构的实验分析中难以克服的困难。研究组通过自适应传播因子多片层叠层成像技术研究了钛酸锶中位错芯的原子结构。如图1所示,研究成功地将晶体倾转从原子结构成像中分离出来,同时实现了达到深亚埃分辨率的原子结构成像和亚纳米分辨率的晶体取向成像。图1. SrTiO3中位错的结构像和取向分布。a、叠层成像的重构相位。b、图a中相位图的衍射图,黄色虚线表示0.3Å的信息极限。c、叠加相位图的晶体倾转分布,白色箭头表示[001]方向在平面内的投影,黄色箭头表示位错核的横向移动。d、晶体在[100]和[010]方向的倾转的分布。标尺长1nm在图1中,位错芯看起来范围很小,只有一两个单胞。这种衬度在位错的高分辨成像中很普遍,人们通常认为这样的位错是沿着电子束方向的直线。然而,应用多片层叠层成像的深度分辨能力,可以看出该位错并不是一根直线,而是随着样品深度发生横向位移,形成位错扭折,如图2所示。图2. 刃位错的三维可视化。a、刃位错的相位图;标尺长5Å。b、图a中用A-B标记的分裂原子柱相位强度的深度变化。c、Sr、TiO和O原子柱的相位强度的深度分布。d、深度分别为2.4nm、6.4nm和12.0nm的相位图;标尺长5Å。e、图d中标记的原子柱的相位随样品深度的变化。f、位错扭折示意图该研究还比较了叠层成像和iCOM技术(其简化版即常见的iDPC技术),结果显示叠层成像在横向和深度方向的分辨率都显著优于iCOM和iDPC,如图3所示。图3.多片层叠层成像和系列欠焦iCOM的深度切片。a、多片层叠层成像和iCOM的深度切片;从上到下,切片深度分别为1nm、4nm和11nm;标尺长5Å。b、沿着位错扭折的势函数和相位图的横截面;从左到右分别是用于生成模拟数据集的势函数、多片层叠层重构的相位和系列欠焦iCOM相位;可以看出,iCOM的模糊效应显著大于叠层成像。c、图b中所示的原子柱的相位随样品深度的变化。黑色垂直虚线表示沿原子柱的转折点的真实位置(与图b中白色虚线所示位置相同);可以看出,iCOM在深度方向的模糊效应也大于叠层成像研究总结了多个位错芯的深度依赖结构与晶体取向分布,揭示了位错移动与薄膜形变方式的相互关系。如图4所示,当薄膜绕位错的滑移面法线方向扭转时,位错滑移;当薄膜绕位错的滑移面法线方向弯曲时,位错攀移。图4. SrTiO3中多个位错的晶体倾转分布。a、包含三个位错的区域的相位图。b、对应图a中区域的晶体倾转分布,其上叠加了相位图;黄色箭头表示位错的横向移动方向。图a和b中的标尺为15Å。c、晶体倾转与位错横向位移的相互关系;晶格矢量c由于倾斜矢量t变为c’,即c’=c+t;黑色方块用于说明应变状态;左边为扭转,右边为弯曲;在两种形变模式中,薄膜上部和下部的应变都是反向的,对应位错向相反方向的横向移动。图b中左上角的位错和图2中的位错对应于扭转模式;图b的中心和右上方的位错对应于两种模式的混合研究结果以“晶体取向的亚纳米尺度分布和钛酸锶位错芯的深度依赖结构”(Sub-nanometer-scale mapping of crystal orientation and depth-dependent structure of dislocation cores in SrTiO3)为题于1月11日发表在学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。清华大学材料学院2018级博士生沙浩治、2022级博士生马云鹏、物质科学实验中心工程师曹国平博士、2019级博士生崔吉哲为共同第一作者,于荣教授与李千副教授为共同通讯作者。物质科学实验中心程志英高级工程师在实验数据采集中提供了重要帮助。该研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目的支持。
  • 布鲁克纳米表面仪器部冬季原子力显微镜基础培训
    布鲁克纳米表面仪器部将于11月21-25日在北京举办原子力显微镜(AFM)基础培训,培训地点:北京海淀区中关村南大街11号光大国信大厦5楼培训室。本次培训的主要内容是AFM的基础应用,面向的对象是AFM初学者,欢迎新老客户莅临参加。为了保证培训质量,让每一位学员都有上机操作的机会,学到真正对自己的科研有价值的东西,本次培训课程席位有限,请根据实际需要选择课程。本次培训课后有认证考试,学员可以选择参加,通过认证考试者可获得Bruker颁发的BCSO(Bruker Certified SPM Operation)认证证书。本次培训课程对所有质保期内以及持有Service Contract的客户免费。欲了解培训报名详情,欢迎各位老师及同学拨打我们的客服电话021 5172 0837详询。布鲁克纳米表面仪器部,经过了二十多年的发展,始终在AFM领域里处于领先的地位。为了对客户在实验过程中遇到的各种问题进行快速响应,公司投入数百万美元在北京建成了客户服务中心,为中国数千名Bruker AFM用户提供电话咨询、远程协助和培训服务。为了减少宕机时间,公司在北京建成维修中心,提供主流AFM产品的本地快速检测和维修服务。
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